Раздел 5. Основы термической обработки

Понятие о термообработке металлов, ее назначение. Основные виды термической обработки, применяемые в автомобилестроении и авторемонтном производстве.

Методические указания.

В тех случаях, когда прочность стали в сыром состоянии недостаточна, на машиностроительных заводах применяют термообработку. Она состоит в изменении структуры металлов и сплавов при нагревании, выдержке и охлаждении с соблюдением установленных режимов. В результате достигается существенное изменение свойств при неизменном химическом составе.

Отжиг и нормализация обычно являются первоначальными операциями, цель которых – либо устранить дефекты предыдущих операций горячей обработки (литья, ковки), либо подготовить структуру к последующим технологическим операциям (резание, закалка). Однако, эти виды термообработки являются окончательными, когда после них деталь имеет удовлетворительные свойства и их дальнейшее улучшение не требуется.

Нормализация является более дешевой термообработкой, чем отжиг, поскольку охлаждение осуществляется на воздухе, вне печи.

Закалка – один из наиболее важных видов термообработки. Надо обратить внимание на выбор температуры нагрева в зависимости от содержания углерода в стали и различные виды закалки, в частности током высокой частоты.

В результате закалки повышается твердость и износостойкость детали, но при этом всегда возникают внутренние напряжения из-за быстрого охлаждения.

Для уменьшения напряжений и повышения вязкости после закалки всегда осуществляют отпуск. Обратите внимание на температуры при различных видах отпуска (низкий, средний, высокий); улучшение стали.

Химико-термическая обработка заключается в нагреве сплава в присутствии химических реагентов, что позволяет изменять и состав, и структуру поверхностных слоев детали. В результате поверхностный слой приобретает повышенную твердость, износоустойчивость, жаропрочность или коррозионную стойкость.

При изучении процессов химико-термической обработки нужно обращать внимание на температуру процесса, химический состав стали, на необходимость термобработки до и после того или иного вида химико-термической обработки. Области применения каждого ее вида, их достоинства и недостатки (цементация, азотирование, нитроцементация, цианирование, металлизация).

Обычно закалке подвергают углеродистые стали с содержанием углерода от 0,4% и выше. Малоуглеродистые стали (углеродистые и легированные) с содержанием углерода до 0,3% и ниже с целью придания им высокой поверхностной твердости при сохранении вязкой и прочной сердцевины часто подвергают химико-термической обработке с последующей закалкой и низкотемпературным отпуском.

Термомеханическая (термопластическая) обработка – деформация и последующая термообработка, сохраняющая в той или иной форме результаты наклепа.

Раздел 6. Инструментальные стали и сплавы

Методические указания.

При изучении данной темы необходимо обратить внимание на следующее:

• вид и область применения инструментов в зависимости от марки применяемого инструментального материала;

• условия обработки в зависимости от теплостойкости материала.

Инструментальные углеродистые стали обладают малой теплостойкостью, поэтому их можно использовать только для обработки конструкционных материалов с низкой твердостью на малых скоростях резания.

Низколегированные инструментальные стали обладают более высокой теплостойкостью по сравнению с углеродистыми. Их применяют при обработке легкообрабатываемых сплавов.

Высоколегированные инструментальные стали имеют высокую теплостойкость. Из них изготавливают высокопроизводительный режущий инструмент для обработки высокопрочных сталей и других труднообрабатываемых материалов.

Твердые сплавы – это материалы на основе высокотвердых и тугоплавких карбидов вольфрама, титана и тантала. Обладают еще более высокой теплостойкостью, чем быстрорежущие стали, но в отличие от высоколегированных работают без охлаждения.